[发明专利]X射线管的主动热控制

说明书

技术领域

本文公开的主旨涉及在医疗成像中使用的X射线管，特别地，涉及X射线管的热控制。

背景技术

在非侵入成像系统中，X射线管作为X射线辐射的源在荧光透视、投影X射线、断层X射线照相组合技术和计算机断层摄影(CT)系统中使用。典型地，该X射线管包括阴极和靶。在该阴极内的热离子丝极响应于由施加的电流产生的热而朝靶发射电子流，最终电子撞击靶。一旦用电子流轰击靶，它产生X射线辐射和热。

X射线辐射穿过感兴趣受检者，例如病人，并且辐射的一部分撞击检测器或照相底片，图像数据收集在其中。一般，有差异地吸收或减弱通过感兴趣受检者的X射线光子流的组织在所得的图像上产生对比。在一些X射线系统中，照相底片然后显影以产生可由放射科医师或主治医师使用用于诊断目的的图像。在数字X射线系统中，数字检测器产生代表撞击检测器表面的离散像素区的接收的X射线辐射的信号。该信号然后可处理以产生可显示以供回顾的图像。在CT系统中，当扫描架围绕患者移位时包括一系列检测器元件的检测器阵列通过各个位置产生相似的信号。

X射线管具有在大量检查序列期间的使用寿命，并且当在医疗护理设施中需要时必须一般对于检查序列是可用的，因为例如由于紧急情况检查序列可能或可能没有安排。当X射线管不在使用时，X射线管可在成像序列之间冷却，因为没有电子正由热离子元件发射(即，大体上没有热正在产生)。该冷却可导致靶材料跌至它的韧脆转变温度以下，这可以导致靶的断裂或减少的使用寿命。使X射线管变暖的现有的技术常常是不可靠和低效的，因为典型的热转变过程可需要一个小时并且可以超过或未达到期望的靶温度，导致靶材料的不稳定。在这样的情况下，图像序列可能被延迟，或在使靶适当变暖之前执行成像序列的情况下，靶可能破裂。因此，存在对X射线管中改进的热控制的需要。

发明内容

在一个实施例中，提供用于X射线管的热控制的系统。该系统包括X射线管，其具有电子束靶、旋转式支撑靶的旋转轴承和冷却剂流道，该冷却剂流道的至少一部分设置在旋转轴承中央，并且该冷却剂流道配置成接收冷却剂。该系统还包括耦合于该冷却剂流道并且配置成使冷却剂通过冷却剂流道循环的冷却剂循环系统和耦合于该冷却剂循环系统和旋转轴承的控制电路，该控制电路配置成通过调整通过冷却剂从X射线管提取热量并且通过调整旋转轴承的旋转速率来控制X射线管的部件之间的热流。

在另一个实施例中，提供成像系统。该系统包括用于X射线管的热控制的系统，其具有X射线管，该X射线管具有电子束靶、旋转式支撑靶的旋转轴承和冷却剂流道，该冷却剂流道的至少一部分设置在旋转轴承中央，并且该冷却剂流道配置成接收冷却剂。该热控制系统还包括耦合于冷却剂流道并且配置成使冷却剂通过冷却剂流道循环的冷却剂循环系统。该成像系统进一步包括配置成接收来自X射线管的、传输通过感兴趣受检者的辐射的数字检测器、配置成控制来自该检测器的图像数据的采集的图像采集电路；和耦合于冷却剂循环系统和旋转轴承的控制电路，该控制电路配置成通过调整通过冷却剂从X射线管提取热量并且通过调整旋转轴承的旋转速率来控制X射线管的部件之间的热流。

在另外的实施例中，提供用于X射线管的热控制的方法。该方法一般包括使旋转式支撑电子束靶的旋转轴承以旋转速率旋转以生成热，调整经由通过X射线管循环的冷却剂从电子束靶、旋转轴承或二者提取热量，和监测指示X射线管内的温度的参数。

附图说明

当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时，本方式的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中：

图1是根据本公开的实施例的采用CT成像系统(其中X射线源的温度被主动控制)的形式的成像系统的实施例的系统级视图；

图2是根据本公开的实施例的用于主动控制X射线管的温度的热控制系统的实施例的示意图示；

图3是根据本公开的实施例的在热控制系统操作期间在图2的X射线管的部件之间热传递的示意图示；

图4是根据本公开的实施例图示用于准备X射线管以供成像的方法的实施例的过程流程图；以及

图5是根据本公开的实施例图示用于在成像例程期间和之间维持X射线管内的部件的温度的方法的实施例的过程流程图。

具体实施方式